JPH0459945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は塗料等の各種の塗布材を噴霧するス
プレーガンに関し、特にエアレススプレーガンに
関するものである。

従来の技術 周知のようにエアレススプレー塗装は、プラン
ジヤーポンプなどの高圧ポンプによつて塗布材を
加圧圧送し、ノズルチツプを備えたスプレーガン
から噴霧する塗布方式である。この方式によれ
ば、エアスプレー方式よりも高い粘度の塗布材を
用いることができ、またスプレーガンからの吐出
量が多く、一度に厚く塗れるので作業能率が良い
などの利点を有しているため、例えば自動車ボデ
イーの製造工程においては、床裏等の防錆塗装に
採用されている。この種の防錆のための塗装に
は、塩化ビニルゾルやビチユーメン系もしくはワ
ツクス系の防錆材を用いるが、その材料特性上ゲ
ル化した微小な固りや異物によりノズル詰りを生
じ易く、このような場合、スプレーパターンが変
化し、狙つた箇所から大きく外れた箇所を塗装す
るなどの不都合が生じる。

他方、エアレススプレー塗装においても塗布材
が飛散するため、作業環境が必ずしも良好ではな
く、また床裏等の塗装の場合には無理な作業姿勢
を強いられるなどの問題があるため、通常の塗装
工程におけると同様に産業用ロボツトが多く導入
されている。産業用ロボツトは予め行なつたテイ
ーチング操作で記憶させた動作を繰返し行なうも
のであるが、ノズル詰りの検出やノズル詰りを修
正することはできず、そのために産業用ロボツト
によるエアレススプレー工程でノズル詰りが生じ
た場合には、従来、以下のように対処していた。

すなわち塗布材の噴霧によつてノズルに振動が
生じるから、その振動を、例えば特開昭57−
54821号公報に示されているように、マイクロホ
ン等のセンサーによつて検出し、ノズル詰りが生
じた場合には、その振動が変化するので、ノズル
詰りを振動変化に伴う電気信号として検出し、ブ
ザーやランプによつて知らせる。このようにして
ノズル詰りを知つた保全要員が、ラインを一旦止
めるとともに、ノズル詰りの生じているスプレー
ガンまで出向いてレバー操作によりノズルチツプ
を180°反転し、塗布材を１秒間程度ノズルチツプ
に対して逆噴射してノズル詰りを解消し、しかる
後ラインを再度起動していた。

発明が解消しようとする問題点 しかるに従来では、ノズル詰りを自動的に検出
することはできるが、ノズル詰り解消のための清
掃作業を手動によつて行なわざるを得ないため
に、ノズル詰りの発生の都度、ラインもしくは装
置の全体を長時間止める必要があり、稼動率が低
下するのみならず、合理化を図るうえでの障害に
なるなどの問題があつた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、ノズル詰りに伴うラインの停止や塗布不良な
どを解消でき、また必要に応じてスプレーパター
ンを変えることのできるオートスプレーガンを提
供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、塗
布材流路が貫通して形成されたノズルチツプが、
前記塗布材流路の軸線に対して直交する方向に向
けて設けた軸を中心に回転するようガン本体に保
持されたスプレーガンにおいて、前記ノズルチツ
プに、複数の塗布材流路をその回転平面内で貫通
して形成し、かつ塗布材の噴射に伴う振動に基づ
いてノズル詰りを検出するセンサーを前記ガン本
体の所定箇所に取り付け、また前記軸に、前記各
塗布材流路を正噴射位置および逆噴射位置に割出
すようノズルチツプを回転させるステツプモータ
を連結したことを特徴とするものである。

作 用 塗布材の通常の噴霧は、いずれかの塗布材流路
が正噴射位置となるようステツプモータによりノ
ズルチツプを回転させておいて行なう。塗布材の
噴霧を行なつた結果、ノズルチツプに異物などが
詰つた場合、噴霧量の低下などによりノズル本体
に生じる振動が変化し、その振動の変化によりセ
ンサーがノズル詰りを示す信号を出力する。この
ようにしてノズル詰りを検出した場合、ステツプ
モータに以下のいずれかの動作を行なわせる。先
ず、センサーの出力信号に基づいてステツプモー
タにステツプ信号を入力し、ノズルチツプをステ
ツプモータによりほぼ180°反転させて逆噴射位置
に割出し、異物などの詰つた塗布材流路を前後逆
向きとする。そしてその状態で塗布材を噴射して
ノズル詰りの原因物を吹き飛す。これに対し他の
方法は、ノズル詰りに伴うセンサーの出力信号に
よりステツプモータを動作させ、これによりノズ
ルチツプを従前とは異なる塗布材流路が正噴射位
置となるよう割出し、塗布材の噴霧を継続する。
この場合、新たに正噴射位置に割出される塗布材
流路の形状もしくは寸法を異ならせておくことに
より、噴射角度や量等のスプレーパターンが変わ
る。

またこの発明では、塗布作業中で各塗布材流路
を予め定めたタイミングで正噴射位置に順次割出
すことにより、対象とする箇所に応じてスプレー
パターンに適宜設定することができる。

さらにこの発明では、作業開始前に各塗布材流
路を逆噴射位置に割出して、各々について塗布材
の瞬間的な噴射を行ない、すなわち所謂逆洗を行
ない、ノズル詰りの発生を事前に予防することが
できる。

実施例 以下、この発明の実施例を添附の図面を参照し
て説明する。

第１図は産業用ロボツトに取付けるよう構成し
たこの発明の一実施例を示す断面図であり、第２
図は制御系の系統図であつて、ガン本体１はコ字
状断面のサポート２にセツトボルト３によつて固
定されており、そのサポート２には、吹付制御装
置４からの供給エアによつて動作することにより
ニードル５を前後動させて塗布材の噴出および停
止を行なうエアアクチユエータ６が取付けられ、
また前記セツトボルト３はニードル５を保持かつ
ガイドするニードルスリーブを兼ねており、ニー
ドル５はガン本体１より後方に位置するエアアク
チユエータ６からセツトボルト３を貫通してガン
本体１の内部に挿入されている。なお、セツトボ
ルト３とサポート２との間にワツシヤ７が介挿さ
れ、またセツトボルト３の先端部とガン本体１と
の間には、シールのためのＯリング８が介挿され
ている。ガン本体１のうちそのＯリング８より先
端側は、ニードル５より大径の中空状となつてお
り、ニードル５の先端部がその中空部の先端側に
形成した弁座９に接触離隔することにより流路を
開閉し、塗布材の噴射停止を行なうよう構成され
ている。また前記中空部に対しその半径方向に向
けて塗布材流入孔１０が連通形成されており、そ
の塗布材流入孔１０には、Ｏリング１１を介在さ
せてガン本体１にねじ込んだユニオンジヨイント
１２により接続した塗布材ホースを介して吹付制
御装置４が接続されている。さらにガン本体１の
先端部には、テーパ状の複数の塗布材流路１３
ａ，１３ｂが貫通して形成されたセレクタフアン
タイプのノズルチツプ１４が、ノズルキヤツプ１
５によつて保持されている。そのノズルチツプ１
４は、第１図および第３図に示すように、全体と
してほぼ球形をなし、前記ニードル５の軸線方向
に対して直交する方向に突設した軸１６を中心に
回転するようノズルキヤツプ１５によりガン本体
１の先端部に回転自在に保持されている。そして
各塗布材流路１３ａ，１３ｂは、ノズルチツプ１
４の回転中心軸線に対して垂直な平面内でノズル
チツプ１４を貫通するよう形成され、かつ各塗布
材流路１３ａ，１３ｂは先細りのテーパ状であつ
て、各々の軸線が直交する方向に形成されてい
る。なお、ニードル５の軸線の延長線上に中心軸
線が一致し、かつ先端側で細くなる向きとなつた
状態が、各塗布材流路１３ａ，１３ｂの正噴射位
置であつて、これとは180°反転した向きが逆噴射
位置である。

ノズルチツプ１４の回転中心となる軸１６はノ
ズルキヤツプ１５に対してＯリング１７によつて
シールされるとともに、ノズルキヤツプ１５から
突出しており、前記ノズルキヤツプ１５のうち軸
１６が突出した箇所の外側面に、ステツプモータ
１８がワツシヤ１９およびＯリング２０を介在さ
せた状態でねじ込まれており、そのステツプモー
タ１８の回転軸に前記軸１６が直接連結されてい
る。ステツプモータ１８は、周知のように、１パ
ルス信号（ステツプ信号）毎に所定角度づつ回動
する構成であり、パルス信号を出力する所定の駆
動回路を含むステツプモータ制御装置２１にリー
ド線２２を介して接続されている。

さらにノズル詰りを検出するセンサーとしての
マイクロホン２３が、所定の箇所、例えば前記ガ
ン本体１の側面に固定されており、そのマイクロ
ホン２３は、ピツクアツプした振動に基く電気信
号を処理してノズル詰りを電気的に判定する詰り
検出装置２４にリード線２５を介して接続されて
いる。

そして前記吹付制御装置４およびステツプモー
タ制御装置２１ならびに詰り検出装置２４が、予
め設定したプログラムに従つてこれらの装置をコ
ントロールする中央制御装置２６に電気的に接続
されている。

つぎに上記のように構成したスプレーガンの作
用について説明する。

通常の塗布作業は、例えば符号１３ａで示す塗
布材流路を前記ステツプモータ１８により第１図
および第３図に示す正噴射位置に割出し、その状
態で吹付制御装置４からの供給エアによつてエア
アクチユエータ６を動作させ、それに伴つてニー
ドル５を前後動させて流路を開閉することにより
行なう。すなわちニードル５により流路を開閉す
れば、前記吹付制御装置４から塗布材ホースを介
して圧送された塩化ビニルゾル等の塗布材がノズ
ルチツプ１４から噴射される。この正常塗布状態
での振動（音声波形）が詰り検出装置２４に記憶
されている。

塗布材の噴射によりノズルチツプ１４の塗布材
流路１３ａに例えば異物が詰つてノズル詰りが生
じ場合、噴射量の低下に伴つて振動が変化するの
で、これをマイクロホン２３が検出し、その検出
信号が詰り検出装置２４に入力されることにより
予め記憶してある正常時の信号と比較されてノズ
ル詰りと判定され、異常信号が中央制御装置２６
にが出力される。この異常信号に基いて中央制御
装置２６から前記ステツプモータ制御装置２１に
信号が出力され、それに伴つてにパルス信号が前
記ステツプモータ１８に出力され、ノズルチツプ
１４がほぼ180°反転した状態でスチツプモータ１
８の回転が停止する。第４図にその逆噴射位置で
の状態を示してあり、この逆噴射位置では、ノズ
ルチツプ１４の塗布材流路１３ａが前後逆向きと
なり、ここで所定の短時間（例えば１秒程度）ニ
ードル５が後退して流路を開き、その間にわずか
噴射される塗布材によつて塗布材流路１３ａ中の
異物に従前とは逆向きの押し出し力が作用し、そ
の異物が外部に吹き飛され、ノズル詰りが解消さ
れる。なお、このような所謂逆洗時間はタイマー
によつて設定し、中央制御装置２６からの指令信
号によつて行なわせることができる。

以上のようにしてノズル詰りを解消した後、前
記ステツプモータ１８にステツプモータ制御装置
２１から前述の場合とは反対方向に回動させるパ
ルス信号が入力され、ノズルチツプ１４がほぼ
180°回転して第１図に示す元の正転状態に復帰し
た時点でステツプモータ１８が停止する。以降、
通常の塗布作業が行なわれる。

上述した説明は、符号１３ａで示す塗布材流路
を使用する場合の説明であるが、他の塗布材流路
１３ｂを使用して塗布作業を行なう場合も同様で
ある。

また上述した説明は塗布作業の途中でノズル詰
りを解消する例であるが、上記の構成のスプレー
ガンでは、複数の塗布材流路１３ａ，１３ｂを有
していることにより、いずれかの塗布材流路１３
ａ（もしくは１３ｂ）が詰つても他の塗布材流路
を使用して塗布作業を継続することができる。す
なわちノズル詰りに伴う詰り検出装置２４からの
異常信号に基いて中央制御装置２６がステツプモ
ータ制御装置２１に指令信号を出力し、それに伴
いステツプモータ１８が動作してノズルチツプ１
４をほぼ90°回転させ、従前とは異なる他の塗布
材流路１３ｂを正噴射位置に割出す。このように
すれば、実質的にノズル詰りが解消されるから、
継続して塗布材の噴霧を行なうことができる。な
お、このような制御を行なう場合、例えば１サイ
クルの塗布作業が修了した後に各塗布材流路１３
ａ，１３ｂを順次逆噴射位置に割出して塗布材の
一時的な噴射による所謂逆流を行なう。

なお、非塗布作業時たとえば塗布作業開始前で
の逆洗を必要に応じて行なうよう塗装ロボツトの
プログラムを組み、もしくはテイーチングを行な
うことは適宜に可能である。

さらに上記の構成のスプレーガンでは、複数の
塗布材流路１３ａ，１３ｂを有しているから、そ
の形状もしくは寸法などの仕様を変えることによ
り、塗布対象箇所に応じてスプレーパターンを選
択することができる。すなわちスプレーガンの位
置に応じたスプレーパターンを予め行なつたプロ
グラミングもしくはテイーチングによつて中央制
御装置２６に設定しておき、中央制御装置２６か
らの指令信号に基いてステツプモータ制御装置２
１がステツプモータ１８を制御し、その結果、塗
布材流路１３ａ，１３ｂが適宜に正噴射位置とな
るようノズルチツプ１４が割出され、各塗布材流
路１３ａ，１３ｂに応じたスプレーパターンで塗
布材の噴射が行なわれる。

なお、上記の実施例では、ノズル詰りを検出す
るセンサーをマイクロホンとしたが、この発明で
は、マイクロホン以外に振動速度計や振動加速度
計をセンサーとして使用することもできる。また
ステツプモータはノズルチツプの軸に直接連結す
る必要は特にはなく、これら両者の間に適宜のリ
ンク機構を介在させてもよく、その場合には、ス
テツプモータの取付け位置をガン本体の側面以外
の適当な箇所とすることができる。またこの発明
では、塗布材流路の数を２以上とすることもでき
る。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明のオー
トスプレーガンにおいては、複数の塗布材流路を
有するノズルチツプを、各塗布材流路が正噴射位
置および逆噴射位置となるようステツプモータに
よつて適宜に割出すよう構成したから、センサー
の出力信号に基いて逆噴射位置に割出すことによ
り、ノズル詰りを解消し、またノズル詰りの発生
の都度他の塗布材流路を正噴射位置に割出すこと
により、塗布作業を継続することができ、さらに
各塗布材流路の仕様を変えておくとともに、それ
らの塗布材流路を適宜に正噴射位置に割出しつつ
塗布材を噴霧することによりスプレーパターンを
任意に変えることができ、その結果、防錆材など
の塗布作業を完全に無人化し、もしくは完全に自
動化することが可能になる。またこの発明では、
ノズル詰りに伴うラインの停止時間を短縮し、も
しくは皆無にすることができるので、ラインの稼
動率を高め、生産性を向上させることができる等
の実用上すぐれた効果を得ることができる。さら
にこの発明では、ステツプモータを用いたから、
その応答性が良いことに伴い迅速にノズル詰りの
解消すなわち清掃作業を行なうことができ、併せ
て制御系の構成を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第
２図は制御系の構成を示すブロツク図、第３図は
ノズルチツプの形状を示す側断面図、第４図は逆
噴射位置に割出した状態の断面図である。 １……ガン本体、１３ａ，１３ｂ……塗布材流
路、１４……ノズルチツプ、１６……軸、１８…
…ステツプモータ、２３……マイクロホン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗布材流路が貫通して形成されたノズルチツ
   プが、前記塗布材流路の軸線に対して直交する方
   向に向けて設けた軸を中心に回転するようガン本
   体に保持されたスプレーガンにおいて、 前記ノズルチツプに、複数の塗布材流路がその
   回転平面内で貫通して形成され、かつ塗布材の噴
   射に伴う振動に基づいてノズル詰りを検出するセ
   ンサーが前記ガン本体の所定箇所に取り付けら
   れ、また前記軸に、前記各塗布材流路を正噴射位
   置および逆噴射位置に割出すようノズルチツプを
   回転させるステツプモータが連結されていること
   を特徴とするオートスプレーガン。